涨潮和落潮的主要原因是 海水涨潮是早上还是晚上


海水每日的涨退,背后隐藏着两大原因。

其一,源于地球自身的旋转之力;其二,受到外部的引力作用干扰,尤其是太阳和月球所施加的潮汐力

具体来说,潮汐力是由物体自身体积造成的。因为物体上各点到引力源的距离存在差异,导致各点所受引力大小不同,加之引力方向的不一致,这便使物体产生了形变。

对地球而言,其表面的海水受潮汐力影响显著。再结合地球的自转运动,就形成了每天的涨潮与退潮现象。

虽然潮涨潮落是自然界中的常见现象,但人类在数千年的时间里却对这一现象的成因知之甚少。直到牛顿提出万有引力定律后,这一谜团才得以解开。

万有引力的大小与物体质量成正比,与距离的平方成反比。在处理大尺度距离的问题时,如研究地球绕太阳的运动,潮汐力并不是一个主要考虑的因素。尽管如此,它却在海洋的涨落中扮演着至关重要的角色。

须知,地球并非简单的质点。考虑到地球的空间占据以及距离的平方反比关系,除了地球自身的引力外,月球、太阳及其他行星等对地球表面各点的引力大小和方向均存在差异。其中,月球和太阳的影响尤为显著。月球离地球较近,而太阳虽距离较远,但其质量巨大,占据了整个太阳系质量的99.86%。

接下来,我们将简要分析这一过程的原理。由于潮汐力的作用机制是一致的,我们重点分析月球对地球的影响。

分析过程中,我们主要考虑两个因素:一是月球对地球表面各点产生的引力大小和方向上的差异;二是地月系统的惯(离心力)影响。

了解这些后,请参考下图。图中清晰地展示了海水在地球表面的受力情况。在引力和离心力的共同作用下,靠近月球的一面与对应的背面会产生相反的力,这表明AB两侧的海水有相互远离的趋势,而CD两侧的海水则有相互靠近的趋势。

由于地球的自转周期比月球绕地球公转的周期短很多(地球自转一周24小时,而月球绕地球公转一周需27天),因此地球的大部分沿海地区在一天内会经历两次和两次低潮。

不过这仅仅是考虑了月球的影响。当太阳的因素也被纳入考虑时,潮汐就会发生变化。简单来说,当日、月、地三者的位置呈一直线时,会出现大潮;而当地月连线与日地连线垂直时,则会出现小潮(如上图所示)。值得注意的是,无论何时,面向月球的侧始终存在,因为月球引起的潮汐力始终超过太阳。

潮汐蕴巨大的能量。潮汐发电正是这种能量的有效利用方式之一。